(!LANG:Ποιο στρώμα της ατμόσφαιρας είναι το θερμότερο πιο πυκνό μολυσμένο. Στρώματα της ατμόσφαιρας σε σειρά από την επιφάνεια της Γης. Φυσιολογικές και άλλες ιδιότητες της ατμόσφαιρας

Γαλάζιος πλανήτης...

Αυτό το θέμα έπρεπε να εμφανιστεί στον ιστότοπο ένα από τα πρώτα. Άλλωστε τα ελικόπτερα είναι ατμοσφαιρικά αεροσκάφη. ατμόσφαιρα της γης- ο βιότοπός τους, θα λέγαμε, :-). ΑΛΛΑ φυσικές ιδιότητεςαέραςαπλά καθορίστε την ποιότητα αυτού του οικοτόπου :-). Αυτό λοιπόν είναι ένα από τα βασικά. Και η βάση γράφεται πάντα πρώτη. Αλλά αυτό μόλις τώρα το συνειδητοποίησα. Καλύτερα όμως, όπως ξέρετε, αργά παρά ποτέ... Ας αγγίξουμε αυτό το θέμα, αλλά χωρίς να μπούμε στην άγρια ​​φύση και στις περιττές δυσκολίες :-).

Ετσι… ατμόσφαιρα της γης. Αυτό είναι το αέριο κέλυφος του μπλε πλανήτη μας. Όλοι γνωρίζουν αυτό το όνομα. Γιατί μπλε; Απλά επειδή το «μπλε» (καθώς και το μπλε και το ιώδες) συστατικό του ηλιακού φωτός (φάσμα) είναι πιο καλά διασκορπισμένο στην ατμόσφαιρα, χρωματίζοντάς το έτσι σε μπλε-μπλε, μερικές φορές με μια νότα βιολετί (φυσικά μια ηλιόλουστη μέρα :-)) .

Σύνθεση της ατμόσφαιρας της Γης.

Η σύνθεση της ατμόσφαιρας είναι αρκετά ευρεία. Δεν θα απαριθμήσω όλα τα συστατικά του κειμένου, υπάρχει μια καλή απεικόνιση για αυτό.Η σύσταση όλων αυτών των αερίων είναι σχεδόν σταθερή, με εξαίρεση το διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ). Επιπλέον, η ατμόσφαιρα περιέχει αναγκαστικά νερό με τη μορφή ατμών, αιωρούμενων σταγονιδίων ή κρυστάλλων πάγου. Η ποσότητα του νερού δεν είναι σταθερή και εξαρτάται από τη θερμοκρασία και, σε μικρότερο βαθμό, από την πίεση του αέρα. Επιπλέον, η ατμόσφαιρα της Γης (ειδικά η σημερινή) περιέχει επίσης μια ορισμένη ποσότητα, θα έλεγα «κάθε είδους βρωμιά» :-). Αυτά είναι SO 2, NH 3, CO, HCl, NO, επιπλέον υπάρχουν ατμοί υδραργύρου Hg. Είναι αλήθεια ότι όλα αυτά υπάρχουν σε μικρές ποσότητες, δόξα τω Θεώ :-).

ατμόσφαιρα της γηςΕίναι σύνηθες να χωρίζονται σε πολλές ζώνες που ακολουθούν η μία την άλλη σε ύψος πάνω από την επιφάνεια.

Η πρώτη, πιο κοντά στη γη, είναι η τροπόσφαιρα. Αυτό είναι το χαμηλότερο και, θα λέγαμε, το κύριο στρώμα για τη ζωή διαφόρων τύπων. Περιέχει το 80% της μάζας όλου του ατμοσφαιρικού αέρα (αν και κατ' όγκο αποτελεί μόνο περίπου το 1% ολόκληρης της ατμόσφαιρας) και περίπου το 90% του συνόλου του ατμοσφαιρικού νερού. Ο κύριος όγκος όλων των ανέμων, των σύννεφων, των βροχών και των χιονιών 🙂 προέρχεται από εκεί. Η τροπόσφαιρα εκτείνεται σε ύψη περίπου 18 km σε τροπικά γεωγραφικά πλάτη και έως 10 km σε πολικά γεωγραφικά πλάτη. Η θερμοκρασία του αέρα σε αυτό πέφτει με άνοδο περίπου 0,65º για κάθε 100 m.

ατμοσφαιρικές ζώνες.

Η δεύτερη ζώνη είναι η στρατόσφαιρα. Πρέπει να πω ότι μια άλλη στενή ζώνη διακρίνεται μεταξύ της τροπόσφαιρας και της στρατόσφαιρας - η τροπόπαυση. Σταματά την πτώση της θερμοκρασίας με το ύψος. Η τροπόπαυση έχει μέσο πάχος 1,5-2 km, αλλά τα όριά της είναι ασαφή και η τροπόσφαιρα συχνά επικαλύπτει τη στρατόσφαιρα.

Άρα η στρατόσφαιρα έχει μέσο ύψος από 12 km έως 50 km. Η θερμοκρασία σε αυτό έως τα 25 km παραμένει αμετάβλητη (περίπου -57ºС), στη συνέχεια κάπου έως και 40 km αυξάνεται σε περίπου 0ºС και περαιτέρω έως και 50 km παραμένει αμετάβλητη. Η στρατόσφαιρα είναι ένα σχετικά ήσυχο μέρος της γήινης ατμόσφαιρας. Δεν υπάρχουν πρακτικά δυσμενείς καιρικές συνθήκες σε αυτό. Είναι στη στρατόσφαιρα που το περίφημο στρώμα του όζοντος βρίσκεται σε υψόμετρα από 15-20 km έως 55-60 km.

Αυτό ακολουθείται από ένα μικρό οριακό στρώμα στρατόπαυσης, στην οποία η θερμοκρασία παραμένει γύρω στους 0ºС, και στη συνέχεια η επόμενη ζώνη είναι η μεσόσφαιρα. Εκτείνεται σε υψόμετρα 80-90 km και σε αυτό η θερμοκρασία πέφτει στους 80ºС περίπου. Στη μεσόσφαιρα γίνονται συνήθως ορατοί μικροί μετεωρίτες, οι οποίοι αρχίζουν να λάμπουν μέσα της και να καίγονται εκεί έξω.

Το επόμενο στενό χάσμα είναι η μεσόπαυση και πέρα ​​από αυτήν η ζώνη θερμόσφαιρας. Το ύψος του φτάνει τα 700-800 χλμ. Εδώ η θερμοκρασία αρχίζει και πάλι να ανεβαίνει και σε υψόμετρα περίπου 300 km μπορεί να φτάσει τιμές της τάξης των 1200ºС. Στη συνέχεια, παραμένει σταθερή. Η ιονόσφαιρα βρίσκεται μέσα στη θερμόσφαιρα σε ύψος περίπου 400 km. Εδώ, ο αέρας ιονίζεται έντονα λόγω της έκθεσης στην ηλιακή ακτινοβολία και έχει υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα.

Η επόμενη και, γενικά, η τελευταία ζώνη είναι η εξώσφαιρα. Αυτή είναι η λεγόμενη ζώνη διασποράς. Εδώ, κυρίως πολύ σπάνιο υδρογόνο και ήλιο (με υπεροχή του υδρογόνου) είναι παρόντα. Σε υψόμετρα περίπου 3000 km, η εξώσφαιρα περνά στο κοντινό διαστημικό κενό.

Κάπου έτσι είναι. Γιατί περίπου; Επειδή αυτά τα στρώματα είναι μάλλον υπό όρους. Είναι δυνατές διάφορες αλλαγές στο υψόμετρο, στη σύνθεση των αερίων, στο νερό, στη θερμοκρασία, στον ιονισμό κ.λπ. Επιπλέον, υπάρχουν πολλοί ακόμη όροι που καθορίζουν τη δομή και την κατάσταση της ατμόσφαιρας της γης.

Για παράδειγμα ομόσφαιρα και ετεροσφαιρία. Στην πρώτη, τα ατμοσφαιρικά αέρια αναμειγνύονται καλά και η σύστασή τους είναι αρκετά ομοιογενής. Το δεύτερο βρίσκεται πάνω από το πρώτο και πρακτικά δεν υπάρχει τέτοια ανάμειξη εκεί. Τα αέρια διαχωρίζονται με τη βαρύτητα. Το όριο μεταξύ αυτών των στρωμάτων βρίσκεται σε υψόμετρο 120 km και ονομάζεται turbopause.

Ας τελειώσουμε με τους όρους, αλλά σίγουρα θα προσθέσω ότι είναι συμβατικά αποδεκτό ότι το όριο της ατμόσφαιρας βρίσκεται σε υψόμετρο 100 χλμ. από την επιφάνεια της θάλασσας. Αυτό το σύνορο ονομάζεται Γραμμή Κάρμαν.

Θα προσθέσω δύο ακόμη εικόνες για να δείξω τη δομή της ατμόσφαιρας. Το πρώτο, ωστόσο, είναι στα γερμανικά, αλλά είναι πλήρες και αρκετά κατανοητό :-). Μπορεί να διευρυνθεί και να μελετηθεί καλά. Το δεύτερο δείχνει τη μεταβολή της ατμοσφαιρικής θερμοκρασίας με το υψόμετρο.

Η δομή της ατμόσφαιρας της Γης.

Μεταβολή της θερμοκρασίας του αέρα με το ύψος.

Τα σύγχρονα επανδρωμένα τροχιακά διαστημόπλοια πετούν σε υψόμετρα περίπου 300-400 km. Ωστόσο, αυτό δεν είναι πλέον αεροπορία, αν και η περιοχή, φυσικά, είναι μέσα με μια ορισμένη έννοιαστενά συνδεδεμένο, και σίγουρα θα μιλήσουμε για αυτό :-).

Η αεροπορική ζώνη είναι η τροπόσφαιρα. Τα σύγχρονα ατμοσφαιρικά αεροσκάφη μπορούν επίσης να πετάξουν στα χαμηλότερα στρώματα της στρατόσφαιρας. Για παράδειγμα, η πρακτική οροφή του MIG-25RB είναι 23000 m.

Πτήση στη στρατόσφαιρα.

Και ακριβώς φυσικές ιδιότητες του αέραΟι τροπόσφαιρες καθορίζουν πώς θα είναι η πτήση, πόσο αποτελεσματικό θα είναι το σύστημα ελέγχου του αεροσκάφους, πώς θα το επηρεάσει οι αναταράξεις στην ατμόσφαιρα, πώς θα λειτουργούν οι κινητήρες.

Η πρώτη κύρια ιδιοκτησία είναι θερμοκρασία του αέρα. Στη δυναμική των αερίων, μπορεί να προσδιοριστεί στην κλίμακα Κελσίου ή στην κλίμακα Κέλβιν.

Θερμοκρασία t1σε δεδομένο ύψος Hστην κλίμακα Κελσίου προσδιορίζεται:

t 1 \u003d t - 6,5N, όπου tείναι η θερμοκρασία του αέρα στο έδαφος.

Θερμοκρασία στην κλίμακα Kelvin ονομάζεται απόλυτη θερμοκρασίαΤο μηδέν σε αυτή την κλίμακα είναι το απόλυτο μηδέν. Στο απόλυτο μηδέν σταματά η θερμική κίνηση των μορίων. Το απόλυτο μηδέν στην κλίμακα Kelvin αντιστοιχεί σε -273º στην κλίμακα Κελσίου.

Αντίστοιχα, η θερμοκρασία Τστα ψηλά Hστην κλίμακα Kelvin καθορίζεται:

T \u003d 273K + t - 6,5H

Πίεση αέρα. Η ατμοσφαιρική πίεση μετριέται σε Pascals (N / m 2), στο παλιό σύστημα μέτρησης σε ατμόσφαιρες (atm.). Υπάρχει επίσης κάτι όπως η βαρομετρική πίεση. Αυτή είναι η πίεση που μετράται σε χιλιοστά υδραργύρου χρησιμοποιώντας ένα βαρόμετρο υδραργύρου. Βαρομετρική πίεση (πίεση στο επίπεδο της θάλασσας) ίση με 760 mm Hg. Τέχνη. που ονομάζεται πρότυπο. Στη φυσική, 1 atm. μόλις ίσο με 760 mm Hg.

Πυκνότητα αέρα. Στην αεροδυναμική, η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη έννοια είναι η πυκνότητα μάζας του αέρα. Αυτή είναι η μάζα του αέρα σε 1 m3 όγκου. Η πυκνότητα του αέρα αλλάζει με το ύψος, ο αέρας γίνεται πιο σπάνιος.

Υγρασία αέρα. Δείχνει την ποσότητα του νερού στον αέρα. Υπάρχει μια ιδέα" σχετική υγρασία". Αυτή είναι η αναλογία της μάζας των υδρατμών προς τη μέγιστη δυνατή σε μια δεδομένη θερμοκρασία. Η έννοια του 0%, δηλαδή όταν ο αέρας είναι εντελώς στεγνός, μπορεί να υπάρχει γενικά μόνο στο εργαστήριο. Από την άλλη πλευρά, η 100% υγρασία είναι αρκετά πραγματική. Αυτό σημαίνει ότι ο αέρας έχει απορροφήσει όλο το νερό που θα μπορούσε να απορροφήσει. Κάτι σαν ένα απολύτως «γεμάτο σφουγγάρι». Η υψηλή σχετική υγρασία μειώνει την πυκνότητα του αέρα, ενώ η χαμηλή σχετική υγρασία την αυξάνει ανάλογα.

Λόγω του γεγονότος ότι οι πτήσεις αεροσκαφών πραγματοποιούνται υπό διαφορετικές ατμοσφαιρικές συνθήκες, οι παράμετροι πτήσης και αεροδυναμικής τους σε έναν τρόπο πτήσης μπορεί να διαφέρουν. Επομένως, για μια σωστή εκτίμηση αυτών των παραμέτρων, εισαγάγαμε International Standard Atmosphere (ISA). Δείχνει την αλλαγή της κατάστασης του αέρα με την άνοδο του υψομέτρου.

Οι κύριες παράμετροι της κατάστασης του αέρα σε μηδενική υγρασία λαμβάνονται ως:

πίεση P = 760 mm Hg. Τέχνη. (101,3 kPa);

θερμοκρασία t = +15°C (288 K);

πυκνότητα μάζας ρ \u003d 1,225 kg / m 3;

Για το ISA, θεωρείται (όπως αναφέρθηκε παραπάνω :-)) ότι η θερμοκρασία πέφτει στην τροπόσφαιρα κατά 0,65º για κάθε 100 μέτρα υψομέτρου.

Τυπική ατμόσφαιρα (παράδειγμα έως 10000 m).

Οι πίνακες ISA χρησιμοποιούνται για τη βαθμονόμηση οργάνων, καθώς και για υπολογισμούς πλοήγησης και μηχανικής.

Φυσικές ιδιότητες του αέραπεριλαμβάνει επίσης έννοιες όπως αδράνεια, ιξώδες και συμπιεστότητα.

Η αδράνεια είναι μια ιδιότητα του αέρα που χαρακτηρίζει την ικανότητά του να αντιστέκεται σε αλλαγές στην κατάσταση ηρεμίας ή ομοιόμορφη ευθύγραμμη κίνηση. . Το μέτρο της αδράνειας είναι η πυκνότητα μάζας του αέρα. Όσο υψηλότερο είναι, τόσο μεγαλύτερη είναι η αδράνεια και η δύναμη έλξης του μέσου όταν το αεροσκάφος κινείται σε αυτό.

Ιξώδες. Προσδιορίζει την αντίσταση τριβής στον αέρα καθώς το αεροσκάφος κινείται.

Η συμπιεστότητα μετρά την αλλαγή στην πυκνότητα του αέρα καθώς αλλάζει η πίεση. Σε χαμηλές ταχύτητες του αεροσκάφους (έως 450 km/h), δεν υπάρχει αλλαγή στην πίεση όταν η ροή του αέρα ρέει γύρω από αυτό, αλλά σε υψηλές ταχύτητες, το φαινόμενο της συμπιεστότητας αρχίζει να εμφανίζεται. Η επιρροή του στο υπερηχητικό είναι ιδιαίτερα έντονη. Αυτός είναι ένας ξεχωριστός τομέας αεροδυναμικής και ένα θέμα για ένα ξεχωριστό άρθρο :-).

Λοιπόν, φαίνεται μόνο αυτό προς το παρόν... Ήρθε η ώρα να τελειώσουμε αυτήν την ελαφρώς κουραστική απαρίθμηση, η οποία, ωστόσο, δεν μπορεί να παραβλεφθεί :-). ατμόσφαιρα της γηςτις παραμέτρους του, φυσικές ιδιότητες του αέραείναι τόσο σημαντικές για το αεροσκάφος όσο και οι παράμετροι της ίδιας της συσκευής και ήταν αδύνατο να μην τις αναφέρουμε.

Προς το παρόν, μέχρι τις επόμενες συναντήσεις και πιο ενδιαφέροντα θέματα 🙂…

ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ. Για επιδόρπιο, προτείνω να παρακολουθήσετε ένα βίντεο που γυρίστηκε από το πιλοτήριο ενός δίδυμου MIG-25PU κατά τη διάρκεια της πτήσης του στη στρατόσφαιρα. Γυρίστηκε, προφανώς, από έναν τουρίστα που έχει χρήματα για τέτοιες πτήσεις :-). Γυρίστηκε κυρίως μέσα από το παρμπρίζ. Προσέξτε το χρώμα του ουρανού...

Το αέριο περίβλημα που περιβάλλει τον πλανήτη μας Γη, γνωστό ως ατμόσφαιρα, αποτελείται από πέντε κύρια στρώματα. Αυτά τα στρώματα προέρχονται από την επιφάνεια του πλανήτη, από το επίπεδο της θάλασσας (μερικές φορές κάτω) και ανεβαίνουν στο διάστημα με την ακόλουθη σειρά:

• Τροποσφαίρα;
• Στρατόσφαιρα;
• Μεσόσφαιρα;
• Θερμόσφαιρα;
• Εξώσφαιρα.

Διάγραμμα των κύριων στρωμάτων της ατμόσφαιρας της Γης

Ανάμεσα σε καθένα από αυτά τα κύρια πέντε στρώματα υπάρχουν μεταβατικές ζώνες που ονομάζονται «παύσεις» όπου συμβαίνουν αλλαγές στη θερμοκρασία, τη σύνθεση και την πυκνότητα του αέρα. Μαζί με τις παύσεις, η ατμόσφαιρα της Γης περιλαμβάνει συνολικά 9 στρώματα.

Τροπόσφαιρα: όπου συμβαίνει ο καιρός

Από όλα τα στρώματα της ατμόσφαιρας, η τροπόσφαιρα είναι αυτό με το οποίο είμαστε πιο εξοικειωμένοι (είτε το καταλαβαίνετε είτε όχι), αφού ζούμε στον πυθμένα της - την επιφάνεια του πλανήτη. Τυλίγει την επιφάνεια της Γης και εκτείνεται προς τα πάνω για αρκετά χιλιόμετρα. Η λέξη τροπόσφαιρα σημαίνει «αλλαγή της μπάλας». Ένα πολύ ταιριαστό όνομα, καθώς αυτό το στρώμα είναι το μέρος όπου συμβαίνει ο καθημερινός μας καιρός.

Ξεκινώντας από την επιφάνεια του πλανήτη, η τροπόσφαιρα ανεβαίνει σε ύψος 6 έως 20 km. Το κάτω τρίτο του στρώματος που βρίσκεται πιο κοντά μας περιέχει το 50% όλων των ατμοσφαιρικών αερίων. Είναι το μόνο μέρος της όλης σύνθεσης της ατμόσφαιρας που αναπνέει. Λόγω του ότι ο αέρας θερμαίνεται από κάτω από την επιφάνεια της γης, απορροφώντας θερμική ενέργειαΉλιος, με την αύξηση του υψομέτρου, η θερμοκρασία και η πίεση της τροπόσφαιρας μειώνονται.

Στην κορυφή υπάρχει ένα λεπτό στρώμα που ονομάζεται τροπόπαυση, το οποίο είναι απλώς ένα ρυθμιστικό μεταξύ της τροπόσφαιρας και της στρατόσφαιρας.

Στρατόσφαιρα: το σπίτι του όζοντος

Η στρατόσφαιρα είναι το επόμενο στρώμα της ατμόσφαιρας. Εκτείνεται από 6-20 km έως 50 km πάνω από την επιφάνεια της γης. Αυτό είναι το επίπεδο στο οποίο πετούν τα περισσότερα εμπορικά αεροσκάφη και ταξιδεύουν τα μπαλόνια.

Εδώ, ο αέρας δεν ρέει πάνω-κάτω, αλλά κινείται παράλληλα με την επιφάνεια σε πολύ γρήγορα ρεύματα αέρα. Οι θερμοκρασίες αυξάνονται καθώς ανεβαίνετε, χάρη στην αφθονία του όζοντος (O3), ενός υποπροϊόντος της ηλιακής ακτινοβολίας και του οξυγόνου, το οποίο έχει την ικανότητα να απορροφά τις βλαβερές υπεριώδεις ακτίνες του ήλιου (οποιαδήποτε αύξηση της θερμοκρασίας με το υψόμετρο είναι γνωστή στο η μετεωρολογία ως «αναστροφή»).

Επειδή η στρατόσφαιρα έχει θερμότερες θερμοκρασίες στο κάτω μέρος και χαμηλότερες θερμοκρασίες στην κορυφή, η μεταφορά (κάθετες κινήσεις των μαζών αέρα) είναι σπάνια σε αυτό το μέρος της ατμόσφαιρας. Στην πραγματικότητα, μπορείτε να δείτε μια καταιγίδα που μαίνεται στην τροπόσφαιρα από τη στρατόσφαιρα, επειδή το στρώμα λειτουργεί ως "καπάκι" για τη μεταφορά, μέσω του οποίου τα σύννεφα καταιγίδας δεν διεισδύουν.

Η στρατόσφαιρα ακολουθείται και πάλι από ένα ρυθμιστικό στρώμα, αυτή τη φορά που ονομάζεται στρατόπαυση.

Μεσόσφαιρα: μέση ατμόσφαιρα

Η μεσόσφαιρα βρίσκεται περίπου 50-80 km από την επιφάνεια της Γης. Η ανώτερη μεσόσφαιρα είναι το πιο κρύο φυσικό μέρος στη Γη, όπου η θερμοκρασία μπορεί να πέσει κάτω από τους -143°C.

Θερμόσφαιρα: ανώτερη ατμόσφαιρα

Τη μεσόσφαιρα και τη μεσόπαυση ακολουθεί η θερμόσφαιρα, που βρίσκεται μεταξύ 80 και 700 km πάνω από την επιφάνεια του πλανήτη και περιέχει λιγότερο από το 0,01% του συνολικού αέρα στο ατμοσφαιρικό κέλυφος. Οι θερμοκρασίες εδώ φτάνουν έως τους +2000° C, αλλά λόγω της έντονης αραίωσης του αέρα και της έλλειψης μορίων αερίου για τη μεταφορά θερμότητας, αυτές οι υψηλές θερμοκρασίες γίνονται αντιληπτές ως πολύ κρύες.

Εξώσφαιρα: το όριο της ατμόσφαιρας και του χώρου

Σε υψόμετρο περίπου 700-10.000 km πάνω από την επιφάνεια της γης βρίσκεται η εξώσφαιρα - το εξωτερικό άκρο της ατμόσφαιρας, που συνορεύει με το διάστημα. Εδώ οι μετεωρολογικοί δορυφόροι περιστρέφονται γύρω από τη Γη.

Τι θα λέγατε για την ιονόσφαιρα;

Η ιονόσφαιρα δεν είναι ένα ξεχωριστό στρώμα και στην πραγματικότητα αυτός ο όρος χρησιμοποιείται για να αναφέρεται στην ατμόσφαιρα σε υψόμετρο 60 έως 1000 km. Περιλαμβάνει τα ανώτατα μέρη της μεσόσφαιρας, ολόκληρη τη θερμόσφαιρα και μέρος της εξώσφαιρας. Η ιονόσφαιρα πήρε το όνομά της επειδή σε αυτό το μέρος της ατμόσφαιρας, η ακτινοβολία του Ήλιου ιονίζεται όταν περνά τα μαγνητικά πεδία της Γης στο και . Αυτό το φαινόμενο παρατηρείται από τη γη ως το βόρειο σέλας.

ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΤΗΣ ΓΗΣ(Ελληνικός ατμός ατμόσφαιρας + σφαίρα μπάλα) - αέριο κέλυφος που περιβάλλει τη Γη. Η μάζα της ατμόσφαιρας είναι περίπου 5,15·10 15 Η βιολογική σημασία της ατμόσφαιρας είναι τεράστια. Στην ατμόσφαιρα, υπάρχει μια ανταλλαγή μάζας-ενέργειας μεταξύ έμψυχης και άψυχης φύσης, μεταξύ χλωρίδας και πανίδας. Το ατμοσφαιρικό άζωτο αφομοιώνεται από μικροοργανισμούς. Τα φυτά συνθέτουν οργανικές ουσίες από το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό λόγω της ενέργειας του ήλιου και απελευθερώνουν οξυγόνο. Η παρουσία της ατμόσφαιρας εξασφαλίζει τη διατήρηση του νερού στη Γη, που είναι επίσης σημαντική προϋπόθεση για την ύπαρξη ζωντανών οργανισμών.

Μελέτες που πραγματοποιήθηκαν με τη βοήθεια γεωφυσικών πυραύλων μεγάλου υψομέτρου, δορυφόρων τεχνητής γης και διαπλανητικούς αυτόματους σταθμούς έχουν δείξει ότι η ατμόσφαιρα της γης εκτείνεται για χιλιάδες χιλιόμετρα. Τα όρια της ατμόσφαιρας είναι ασταθή, επηρεάζονται από το βαρυτικό πεδίο της σελήνης και την πίεση της ροής του ηλιακού φωτός. Πάνω από τον ισημερινό στην περιοχή της σκιάς της γης, η ατμόσφαιρα φτάνει σε ύψη περίπου 10.000 km, και πάνω από τους πόλους, τα όριά της απέχουν 3.000 km από την επιφάνεια της γης. Το μεγαλύτερο μέρος της ατμόσφαιρας (80-90%) βρίσκεται σε υψόμετρα έως 12-16 km, γεγονός που εξηγείται από την εκθετική (μη γραμμική) φύση της μείωσης της πυκνότητας (σπανίωση) του αερίου μέσου της ως το ύψος πάνω αυξάνεται η στάθμη της θάλασσας.

Η ύπαρξη των περισσότερων ζωντανών οργανισμών σε φυσικές συνθήκες είναι δυνατή σε ακόμη στενότερα όρια της ατμόσφαιρας, μέχρι 7-8 km, όπου ένας συνδυασμός ατμοσφαιρικών παραγόντων όπως η σύνθεση αερίου, η θερμοκρασία, η πίεση και η υγρασία, είναι απαραίτητοι για την ενεργό πορεία του λαμβάνει χώρα βιολογικές διεργασίες. Η κίνηση και ο ιονισμός του αέρα, η ατμοσφαιρική κατακρήμνιση και η ηλεκτρική κατάσταση της ατμόσφαιρας έχουν επίσης υγειονομική σημασία.

Σύνθεση αερίου

Η ατμόσφαιρα είναι ένα φυσικό μείγμα αερίων (Πίνακας 1), κυρίως αζώτου και οξυγόνου (78,08 και 20,95 vol. %). Η αναλογία των ατμοσφαιρικών αερίων είναι σχεδόν ίδια σε υψόμετρα 80-100 km. Η σταθερότητα του κύριου μέρους της σύστασης αερίου της ατμόσφαιρας οφείλεται στη σχετική εξισορρόπηση των διαδικασιών ανταλλαγής αερίων μεταξύ έμψυχου και άψυχου φύσης και στη συνεχή ανάμειξη των μαζών αέρα στην οριζόντια και κάθετη κατεύθυνση.

Πίνακας 1. ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΧΗΜΙΚΗΣ ΣΥΝΘΕΣΕΩΣ ΤΟΥ ΞΗΡΟΥ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΟΥ ΑΕΡΑ ΚΟΝΤΑ ΣΤΗΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΤΗΣ ΓΗΣ

Σύνθεση αερίου	Συγκέντρωση όγκου, %
Οξυγόνο
Διοξείδιο του άνθρακα
Οξείδιο του αζώτου
Διοξείδιο του θείου	0 έως 0,0001
	0 έως 0,000007 το καλοκαίρι, 0 έως 0,000002 το χειμώνα
διοξείδιο του αζώτου	0 έως 0,000002
Μονοξείδιο του άνθρακα

Σε υψόμετρα άνω των 100 km, το ποσοστό των μεμονωμένων αερίων αλλάζει λόγω της διάχυτης στρωματοποίησής τους υπό την επίδραση της βαρύτητας και της θερμοκρασίας. Επιπλέον, υπό τη δράση του τμήματος μικρού μήκους κύματος των υπεριωδών ακτίνων και των ακτίνων Χ σε υψόμετρο 100 km ή περισσότερο, τα μόρια οξυγόνου, αζώτου και διοξειδίου του άνθρακα διασπώνται σε άτομα. Σε μεγάλα υψόμετρα, αυτά τα αέρια έχουν τη μορφή εξαιρετικά ιονισμένων ατόμων.

Η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα διαφορετικών περιοχών της Γης είναι λιγότερο σταθερή, γεγονός που οφείλεται εν μέρει στην άνιση κατανομή μεγάλων βιομηχανικές επιχειρήσειςρύπανση του αέρα, καθώς και η άνιση κατανομή της βλάστησης στη Γη, λεκάνες νερού που απορροφούν διοξείδιο του άνθρακα. Επίσης μεταβλητή στην ατμόσφαιρα είναι η περιεκτικότητα σε αερολύματα (βλ.) - σωματίδια αιωρούμενα στον αέρα που κυμαίνονται σε μεγέθη από πολλά χιλιοστά μικρόμετρα έως αρκετές δεκάδες μικρά - που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα ηφαιστειακών εκρήξεων, ισχυρών τεχνητών εκρήξεων, ρύπανσης από βιομηχανικές επιχειρήσεις. Η συγκέντρωση των αερολυμάτων μειώνεται γρήγορα με το υψόμετρο.

Το πιο ασταθές και σημαντικό από τα μεταβλητά συστατικά της ατμόσφαιρας είναι οι υδρατμοί, η συγκέντρωση των οποίων στην επιφάνεια της γης μπορεί να κυμαίνεται από 3% (στις τροπικές περιοχές) έως 2 × 10 -10% (στην Ανταρκτική). Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του αέρα, τόσο περισσότερη υγρασία, ceteris paribus, μπορεί να υπάρχει στην ατμόσφαιρα και αντίστροφα. Ο κύριος όγκος των υδρατμών συγκεντρώνεται στην ατμόσφαιρα σε υψόμετρα 8-10 km. Η περιεκτικότητα σε υδρατμούς στην ατμόσφαιρα εξαρτάται από τη συνδυασμένη επίδραση των διαδικασιών εξάτμισης, συμπύκνωσης και οριζόντιας μεταφοράς. Σε μεγάλα υψόμετρα, λόγω της μείωσης της θερμοκρασίας και της συμπύκνωσης των ατμών, ο αέρας είναι πρακτικά ξηρός.

Η ατμόσφαιρα της Γης, εκτός από μοριακό και ατομικό οξυγόνο, περιέχει μικρή ποσότητα όζοντος (βλ.), η συγκέντρωση του οποίου είναι πολύ μεταβλητή και ποικίλλει ανάλογα με το ύψος και την εποχή. Το μεγαλύτερο μέρος του όζοντος περιέχεται στην περιοχή των πόλων μέχρι το τέλος της πολικής νύχτας σε υψόμετρο 15-30 km με απότομη μείωση πάνω-κάτω. Το όζον προκύπτει ως αποτέλεσμα της φωτοχημικής δράσης της υπεριώδους ηλιακής ακτινοβολίας στο οξυγόνο, κυρίως σε υψόμετρα 20-50 km. Σε αυτή την περίπτωση, τα διατομικά μόρια οξυγόνου αποσυντίθενται μερικώς σε άτομα και, ενώνοντας μη αποσυντιθέμενα μόρια, σχηματίζουν τριατομικά μόρια όζοντος (πολυμερική, αλλοτροπική μορφή οξυγόνου).

Η παρουσία στην ατμόσφαιρα μιας ομάδας λεγόμενων αδρανών αερίων (ήλιο, νέον, αργό, κρυπτόν, ξένο) συνδέεται με τη συνεχή ροή των φυσικών διεργασιών ραδιενεργού αποσύνθεσης.

Η βιολογική σημασία των αερίωνη ατμόσφαιρα είναι πολύ μεγάλη. Για τους περισσότερους πολυκύτταρους οργανισμούς, μια ορισμένη περιεκτικότητα σε μοριακό οξυγόνο σε αέριο ή υδατικό μέσο είναι απαραίτητος παράγοντας για την ύπαρξή τους, ο οποίος κατά την αναπνοή καθορίζει την απελευθέρωση ενέργειας από οργανικές ουσίες που δημιουργούνται αρχικά κατά τη φωτοσύνθεση. Δεν είναι τυχαίο ότι τα ανώτερα όρια της βιόσφαιρας (το τμήμα της επιφάνειας του πλανήτη και το κάτω μέρος της ατμόσφαιρας όπου υπάρχει ζωή) καθορίζονται από την παρουσία επαρκούς ποσότητας οξυγόνου. Στη διαδικασία της εξέλιξης, οι οργανισμοί έχουν προσαρμοστεί σε ένα ορισμένο επίπεδο οξυγόνου στην ατμόσφαιρα. Η αλλαγή της περιεκτικότητας σε οξυγόνο προς την κατεύθυνση της μείωσης ή της αύξησης έχει δυσμενή επίδραση (βλ. Ασθένεια υψομέτρου, Υπεροξία, Υποξία).

Η αλλοτροπική μορφή του όζοντος του οξυγόνου έχει επίσης έντονο βιολογικό αποτέλεσμα. Σε συγκεντρώσεις που δεν υπερβαίνουν τα 0,0001 mg / l, που είναι χαρακτηριστικό για τις περιοχές θερέτρου και τις θαλάσσιες ακτές, το όζον έχει θεραπευτικό αποτέλεσμα - διεγείρει την αναπνοή και την καρδιαγγειακή δραστηριότητα, βελτιώνει τον ύπνο. Με αύξηση της συγκέντρωσης του όζοντος, εκδηλώνεται η τοξική του δράση: ερεθισμός των ματιών, νεκρωτική φλεγμονή των βλεννογόνων της αναπνευστικής οδού, έξαρση πνευμονικών παθήσεων, αυτόνομες νευρώσεις. Σε συνδυασμό με την αιμοσφαιρίνη, το όζον σχηματίζει μεθαιμοσφαιρίνη, η οποία οδηγεί σε παραβίαση της αναπνευστικής λειτουργίας του αίματος. η μεταφορά οξυγόνου από τους πνεύμονες στους ιστούς γίνεται δύσκολη, αναπτύσσονται τα φαινόμενα ασφυξίας. Το ατομικό οξυγόνο έχει παρόμοια δυσμενή επίδραση στο σώμα. Το όζον παίζει σημαντικό ρόλο στη δημιουργία θερμικών καθεστώτων διαφορετικά στρώματαατμόσφαιρα λόγω της εξαιρετικά ισχυρής απορρόφησης της ηλιακής ακτινοβολίας και της επίγειας ακτινοβολίας. Το όζον απορροφά τις υπεριώδεις και τις υπέρυθρες ακτίνες πιο έντονα. Οι ηλιακές ακτίνες με μήκος κύματος μικρότερο από 300 nm απορροφώνται σχεδόν πλήρως από το ατμοσφαιρικό όζον. Έτσι, η Γη περιβάλλεται από ένα είδος «οθόνης όζοντος» που προστατεύει πολλούς οργανισμούς από τις βλαβερές συνέπειες της υπεριώδους ακτινοβολίας του Ήλιου.Το άζωτο του ατμοσφαιρικού αέρα έχει μια σημαντική βιολογικής σημασίαςπρωτίστως ως πηγή των λεγόμενων. σταθερό άζωτο - ένας πόρος φυτικής (και τελικά ζωικής) τροφής. Η φυσιολογική σημασία του αζώτου καθορίζεται από τη συμμετοχή του στη δημιουργία του επιπέδου ατμοσφαιρικής πίεσης που είναι απαραίτητο για τις διεργασίες της ζωής. Κάτω από ορισμένες συνθήκες μεταβολών της πίεσης, το άζωτο παίζει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη ενός αριθμού διαταραχών στο σώμα (βλ. Νόσος αποσυμπίεσης). Οι υποθέσεις ότι το άζωτο αποδυναμώνει την τοξική επίδραση του οξυγόνου στο σώμα και απορροφάται από την ατμόσφαιρα όχι μόνο από μικροοργανισμούς, αλλά και από ανώτερα ζώα, είναι αμφιλεγόμενες.

Τα αδρανή αέρια της ατμόσφαιρας (ξένο, κρυπτόν, αργό, νέο, ήλιο) στη μερική πίεση που δημιουργούν υπό κανονικές συνθήκες μπορούν να ταξινομηθούν ως βιολογικά αδιάφορα αέρια. Με σημαντική αύξηση της μερικής πίεσης, αυτά τα αέρια έχουν ναρκωτική δράση.

Η παρουσία διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα εξασφαλίζει τη συσσώρευση ηλιακής ενέργειας στη βιόσφαιρα λόγω της φωτοσύνθεσης σύνθετων ενώσεων άνθρακα, οι οποίες συνεχώς προκύπτουν, αλλάζουν και αποσυντίθενται κατά τη διάρκεια της ζωής. Αυτό το δυναμικό σύστημα διατηρείται ως αποτέλεσμα της δραστηριότητας των φυκών και των φυτών της γης, τα οποία αιχμαλωτίζουν την ενέργεια του ηλιακού φωτός και τη χρησιμοποιούν για να μετατρέψουν το διοξείδιο του άνθρακα (βλ.) και το νερό σε μια ποικιλία ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣμε την απελευθέρωση οξυγόνου. Η ανοδική επέκταση της βιόσφαιρας περιορίζεται εν μέρει από το γεγονός ότι σε υψόμετρα άνω των 6-7 km, τα φυτά που περιέχουν χλωροφύλλη δεν μπορούν να ζήσουν λόγω της χαμηλής μερικής πίεσης του διοξειδίου του άνθρακα. Το διοξείδιο του άνθρακα είναι επίσης πολύ ενεργό από φυσιολογική άποψη, καθώς παίζει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση των μεταβολικών διεργασιών, στη δραστηριότητα του κεντρικού νευρικού συστήματος, στην αναπνοή, στην κυκλοφορία του αίματος και στο καθεστώς οξυγόνου του σώματος. Ωστόσο, αυτή η ρύθμιση μεσολαβείται από την επίδραση του διοξειδίου του άνθρακα που παράγεται από το ίδιο το σώμα και όχι από την ατμόσφαιρα. Στους ιστούς και το αίμα των ζώων και των ανθρώπων, η μερική πίεση του διοξειδίου του άνθρακα είναι περίπου 200 φορές υψηλότερη από την πίεσή του στην ατμόσφαιρα. Και μόνο με σημαντική αύξηση της περιεκτικότητας σε διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα (πάνω από 0,6-1%), υπάρχουν παραβιάσεις στο σώμα, που υποδηλώνονται με τον όρο υπερκαπνία (βλ.). Η πλήρης αποβολή του διοξειδίου του άνθρακα από τον εισπνεόμενο αέρα δεν μπορεί να έχει άμεσα αρνητικές επιπτώσεις στους ανθρώπινους και ζωικούς οργανισμούς.

Το διοξείδιο του άνθρακα παίζει ρόλο στην απορρόφηση της ακτινοβολίας μεγάλου μήκους κύματος και στη διατήρηση του «φαινόμενου του θερμοκηπίου» που ανεβάζει τη θερμοκρασία κοντά στην επιφάνεια της Γης. Μελετάται επίσης το πρόβλημα της επίδρασης στα θερμικά και άλλα καθεστώτα της ατμόσφαιρας του διοξειδίου του άνθρακα, το οποίο εισέρχεται στον αέρα σε τεράστιες ποσότητες ως απόβλητο της βιομηχανίας.

Οι ατμοσφαιρικοί υδρατμοί (υγρασία αέρα) επηρεάζουν επίσης το ανθρώπινο σώμα, ιδιαίτερα την ανταλλαγή θερμότητας με το περιβάλλον.

Ως αποτέλεσμα της συμπύκνωσης των υδρατμών στην ατμόσφαιρα, σχηματίζονται σύννεφα και πέφτουν βροχοπτώσεις (βροχή, χαλάζι, χιόνι). Οι υδρατμοί, διασκορπίζοντας την ηλιακή ακτινοβολία, συμμετέχουν στη δημιουργία του θερμικού καθεστώτος της Γης και των κατώτερων στρωμάτων της ατμόσφαιρας, στη διαμόρφωση των μετεωρολογικών συνθηκών.

Ατμοσφαιρική πίεση

Ατμοσφαιρική πίεση (βαρομετρική) είναι η πίεση που ασκεί η ατμόσφαιρα υπό την επίδραση της βαρύτητας στην επιφάνεια της Γης. Η τιμή αυτής της πίεσης σε κάθε σημείο της ατμόσφαιρας είναι ίση με το βάρος της υπερκείμενης στήλης αέρα με μια μονάδα βάσης, που εκτείνεται πάνω από το σημείο μέτρησης μέχρι τα όρια της ατμόσφαιρας. Η ατμοσφαιρική πίεση μετριέται με ένα βαρόμετρο (βλ.) και εκφράζεται σε millibar, σε newtons ανά τετραγωνικό μέτρο ή το ύψος της στήλης υδραργύρου στο βαρόμετρο σε χιλιοστά, μειώνεται σε 0 ° και η κανονική τιμή της επιτάχυνσης της βαρύτητας. Στον πίνακα. 2 δείχνει τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μονάδες ατμοσφαιρικής πίεσης.

Η αλλαγή της πίεσης συμβαίνει λόγω της ανομοιόμορφης θέρμανσης των μαζών αέρα που βρίσκονται πάνω από τη γη και το νερό σε διάφορα γεωγραφικά πλάτη. Καθώς η θερμοκρασία ανεβαίνει, η πυκνότητα του αέρα και η πίεση που δημιουργεί μειώνονται. Μια τεράστια συσσώρευση ταχέως κινούμενου αέρα με μειωμένη πίεση (με μείωση της πίεσης από την περιφέρεια προς το κέντρο της δίνης) ονομάζεται κυκλώνας, με αυξημένη πίεση (με αύξηση της πίεσης προς το κέντρο της δίνης) - αντικύκλωνας. Για την πρόγνωση του καιρού, σημαντικές είναι οι μη περιοδικές αλλαγές στην ατμοσφαιρική πίεση, οι οποίες συμβαίνουν σε κινούμενες τεράστιες μάζες και σχετίζονται με την εμφάνιση, την ανάπτυξη και την καταστροφή αντικυκλώνων και κυκλώνων. Ιδιαίτερα μεγάλες αλλαγές στην ατμοσφαιρική πίεση συνδέονται με την ταχεία κίνηση των τροπικών κυκλώνων. Ταυτόχρονα, η ατμοσφαιρική πίεση μπορεί να ποικίλλει κατά 30-40 mbar την ημέρα.

Η πτώση της ατμοσφαιρικής πίεσης σε millibar σε απόσταση 100 km ονομάζεται οριζόντια βαρομετρική κλίση. Συνήθως, η οριζόντια βαρομετρική κλίση είναι 1–3 mbar, αλλά στους τροπικούς κυκλώνες μερικές φορές αυξάνεται σε δεκάδες millibar ανά 100 km.

Καθώς αυξάνεται το υψόμετρο, η ατμοσφαιρική πίεση μειώνεται σε μια λογαριθμική σχέση: στην αρχή πολύ απότομα, και στη συνέχεια όλο και λιγότερο αισθητά (Εικ. 1). Επομένως, η καμπύλη βαρομετρικής πίεσης είναι εκθετική.

Η μείωση της πίεσης ανά μονάδα κατακόρυφης απόστασης ονομάζεται κατακόρυφη βαρομετρική κλίση. Συχνά χρησιμοποιούν το αντίστροφο του - το βαρομετρικό βήμα.

Δεδομένου ότι η βαρομετρική πίεση είναι το άθροισμα των μερικών πιέσεων των αερίων που σχηματίζουν τον αέρα, είναι προφανές ότι με την άνοδο σε ένα ύψος, μαζί με τη μείωση της συνολικής πίεσης της ατμόσφαιρας, η μερική πίεση των αερίων που δημιουργούν επάνω ο αέρας επίσης μειώνεται. Η τιμή της μερικής πίεσης οποιουδήποτε αερίου στην ατμόσφαιρα υπολογίζεται από τον τύπο

όπου P x είναι η μερική πίεση του αερίου, P z είναι η ατμοσφαιρική πίεση στο υψόμετρο Z, X% είναι το ποσοστό του αερίου του οποίου η μερική πίεση πρέπει να προσδιοριστεί.

Ρύζι. 1. Αλλαγή της βαρομετρικής πίεσης ανάλογα με το ύψος πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας.

Ρύζι. 2. Αλλαγή της μερικής πίεσης οξυγόνου στον κυψελιδικό αέρα και κορεσμός του αρτηριακού αίματος με οξυγόνο ανάλογα με την αλλαγή του υψομέτρου κατά την αναπνοή αέρα και οξυγόνου. Η αναπνοή οξυγόνου ξεκινά από ύψος 8,5 km (πείραμα σε θάλαμο πίεσης).

Ρύζι. 3. Συγκριτικές καμπύλες των μέσων τιμών της ενεργού συνείδησης σε ένα άτομο σε λεπτά σε διαφορετικά ύψη μετά από ταχεία άνοδο κατά την αναπνοή αέρα (Ι) και οξυγόνου (II). Σε υψόμετρα άνω των 15 km, η ενεργή συνείδηση ​​είναι εξίσου διαταραγμένη όταν αναπνέει οξυγόνο και αέρα. Σε υψόμετρα έως και 15 km, η αναπνοή οξυγόνου παρατείνει σημαντικά την περίοδο της ενεργού συνείδησης (πείραμα σε θάλαμο πίεσης).

Δεδομένου ότι η ποσοστιαία σύνθεση των ατμοσφαιρικών αερίων είναι σχετικά σταθερή, για να προσδιοριστεί η μερική πίεση οποιουδήποτε αερίου, είναι απαραίτητο μόνο να γνωρίζουμε τη συνολική βαρομετρική πίεση σε ένα δεδομένο ύψος (Εικ. 1 και Πίνακας 3).

Πίνακας 3. ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΡΟΤΥΠΤΙΚΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ (GOST 4401-64) 1

Γεωμετρικό ύψος (m)	Θερμοκρασία		βαρομετρική πίεση			Μερική πίεση οξυγόνου (mmHg)
				mmHg Τέχνη.

1 Δίνεται σε συντομευμένη μορφή και συμπληρώνεται από τη στήλη "Μερική πίεση οξυγόνου".

Κατά τον προσδιορισμό της μερικής πίεσης ενός αερίου σε υγρό αέρα, η πίεση (ελαστικότητα) πρέπει να αφαιρεθεί από τη βαρομετρική πίεση κορεσμένους ατμούς.

Ο τύπος για τον προσδιορισμό της μερικής πίεσης ενός αερίου στον υγρό αέρα θα είναι ελαφρώς διαφορετικός από τον ξηρό αέρα:

όπου pH 2 O είναι η ελαστικότητα των υδρατμών. Σε t° 37°, η ελαστικότητα των κορεσμένων υδρατμών είναι 47 mm Hg. Τέχνη. Αυτή η τιμή χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό των μερικών πιέσεων των αερίων στον κυψελιδικό αέρα σε συνθήκες εδάφους και μεγάλου υψομέτρου.

Επιδράσεις της υψηλής και χαμηλής αρτηριακής πίεσης στο σώμα. Οι αλλαγές στη βαρομετρική πίεση προς τα πάνω ή προς τα κάτω έχουν ποικίλες επιδράσεις στον οργανισμό των ζώων και των ανθρώπων. Η επίδραση της αυξημένης πίεσης σχετίζεται με τη μηχανική και διεισδυτική φυσική και χημική δράση του αερίου μέσου (τα λεγόμενα αποτελέσματα συμπίεσης και διείσδυσης).

Το αποτέλεσμα συμπίεσης εκδηλώνεται με: γενική ογκομετρική συμπίεση, λόγω ομοιόμορφης αύξησης των δυνάμεων της μηχανικής πίεσης στα όργανα και τους ιστούς. μηχανονάρκωση λόγω ομοιόμορφης ογκομετρικής συμπίεσης σε πολύ υψηλή βαρομετρική πίεση. τοπική ανομοιόμορφη πίεση στους ιστούς που περιορίζουν τις κοιλότητες που περιέχουν αέρια σε περίπτωση διαταραχής της επικοινωνίας μεταξύ του εξωτερικού αέρα και του αέρα στην κοιλότητα, για παράδειγμα, το μέσο αυτί, τις βοηθητικές κοιλότητες της μύτης (βλ. Barotrauma). αύξηση της πυκνότητας αερίων στο εξωτερικό αναπνευστικό σύστημα, που προκαλεί αύξηση της αντίστασης στις αναπνευστικές κινήσεις, ιδιαίτερα κατά τη διάρκεια της εξαναγκασμένης αναπνοής (άσκηση, υπερκαπνία).

Η διεισδυτική επίδραση μπορεί να οδηγήσει στην τοξική επίδραση του οξυγόνου και των αδιάφορων αερίων, η αύξηση της περιεκτικότητας των οποίων στο αίμα και στους ιστούς προκαλεί ναρκωτική αντίδραση, τα πρώτα σημάδια κοπής κατά τη χρήση μείγματος αζώτου-οξυγόνου στον άνθρωπο εμφανίζονται σε πίεση 4-8 atm. Η αύξηση της μερικής πίεσης του οξυγόνου αρχικά μειώνει το επίπεδο λειτουργίας του καρδιαγγειακού και του αναπνευστικού συστήματος λόγω της διακοπής της ρυθμιστικής επίδρασης της φυσιολογικής υποξαιμίας. Με αύξηση της μερικής πίεσης του οξυγόνου στους πνεύμονες περισσότερο από 0,8-1 ata, εκδηλώνεται η τοξική του δράση (βλάβη στον πνευμονικό ιστό, σπασμοί, κατάρρευση).

Οι διεισδυτικές και συμπιεστικές επιδράσεις της αυξημένης πίεσης του αερίου μέσου χρησιμοποιούνται στην κλινική ιατρική για τη θεραπεία διαφόρων ασθενειών με γενικές και τοπικές διαταραχές παροχής οξυγόνου (βλ. Βαροθεραπεία, Οξυγονοθεραπεία).

Η μείωση της πίεσης έχει ακόμη πιο έντονη επίδραση στο σώμα. Σε μια εξαιρετικά σπάνια ατμόσφαιρα, ο κύριος παθογενετικός παράγοντας που οδηγεί σε απώλεια συνείδησης σε λίγα δευτερόλεπτα και σε θάνατο σε 4-5 λεπτά, είναι η μείωση της μερικής πίεσης του οξυγόνου στον εισπνεόμενο αέρα και στη συνέχεια στον κυψελιδικό αέρα. αίμα και ιστούς (Εικ. 2 και 3). Η μέτρια υποξία προκαλεί την ανάπτυξη προσαρμοστικών αντιδράσεων του αναπνευστικού συστήματος και της αιμοδυναμικής, με στόχο τη διατήρηση της παροχής οξυγόνου, κυρίως σε ζωτικά όργανα (εγκέφαλος, καρδιά). Με έντονη έλλειψη οξυγόνου, οι οξειδωτικές διεργασίες αναστέλλονται (λόγω αναπνευστικών ενζύμων) και διαταράσσονται οι αερόβιες διεργασίες παραγωγής ενέργειας στα μιτοχόνδρια. Αυτό οδηγεί πρώτα σε διακοπή των λειτουργιών των ζωτικών οργάνων και στη συνέχεια σε μη αναστρέψιμη δομική βλάβη και θάνατο του σώματος. Η ανάπτυξη προσαρμοστικών και παθολογικών αντιδράσεων, η αλλαγή στη λειτουργική κατάσταση του σώματος και η ανθρώπινη απόδοση με μείωση της ατμοσφαιρικής πίεσης καθορίζεται από τον βαθμό και τον ρυθμό μείωσης της μερικής πίεσης του οξυγόνου στον εισπνεόμενο αέρα, τη διάρκεια παραμονής σε ύψος, η ένταση της εργασίας που εκτελείται, η αρχική κατάσταση του σώματος (βλ. Ασθένεια υψομέτρου).

Η μείωση της πίεσης σε υψόμετρα (ακόμη και με τον αποκλεισμό της έλλειψης οξυγόνου) προκαλεί σοβαρές διαταραχές στο σώμα, οι οποίες ενώνονται με την έννοια των "διαταραχών αποσυμπίεσης", οι οποίες περιλαμβάνουν: μετεωρισμό σε μεγάλο υψόμετρο, βαρωτίτιδα και βαροκολπίτιδα, ασθένεια αποσυμπίεσης σε μεγάλο υψόμετρο και εμφύσημα ιστού σε μεγάλο υψόμετρο.

Ο μετεωρισμός σε μεγάλο υψόμετρο αναπτύσσεται λόγω της διαστολής των αερίων στο γαστρεντερικό σωλήνα με μείωση της βαρομετρικής πίεσης στο κοιλιακό τοίχωμα κατά την άνοδο σε υψόμετρα 7-12 km ή περισσότερο. Ιδιαίτερη σημασία έχει η απελευθέρωση αερίων διαλυμένων στο εντερικό περιεχόμενο.

Η διαστολή των αερίων οδηγεί σε τέντωμα του στομάχου και των εντέρων, ανύψωση του διαφράγματος, αλλαγή της θέσης της καρδιάς, ερεθισμός της συσκευής υποδοχέα αυτών των οργάνων και πρόκληση παθολογικών αντανακλαστικών που διαταράσσουν την αναπνοή και την κυκλοφορία του αίματος. Συχνά υπάρχουν έντονοι πόνοι στην κοιλιά. Παρόμοια φαινόμενα συμβαίνουν μερικές φορές σε δύτες όταν ανεβαίνουν από το βάθος στην επιφάνεια.

Ο μηχανισμός ανάπτυξης της βαροτίτιδας και της βαροκολπίτιδας, που εκδηλώνεται με αίσθημα συμφόρησης και πόνου, αντίστοιχα, στο μέσο αυτί ή στις επικουρικές κοιλότητες της μύτης, είναι παρόμοιος με την ανάπτυξη μετεωρισμού σε μεγάλο υψόμετρο.

Η μείωση της πίεσης, εκτός από τη διαστολή των αερίων που περιέχονται στις σωματικές κοιλότητες, προκαλεί επίσης την απελευθέρωση αερίων από υγρά και ιστούς στους οποίους διαλύθηκαν υπό πίεση στο επίπεδο της θάλασσας ή στο βάθος και το σχηματισμό φυσαλίδων αερίου στο σώμα. .

Αυτή η διαδικασία εξόδου των διαλυμένων αερίων (πρώτα από όλα του αζώτου) προκαλεί ανάπτυξη ασθένειας αποσυμπίεσης (βλ.).

Ρύζι. 4. Εξάρτηση του σημείου βρασμού του νερού από το υψόμετρο και τη βαρομετρική πίεση. Οι αριθμοί πίεσης βρίσκονται κάτω από τους αντίστοιχους αριθμούς υψομέτρου.

Με τη μείωση της ατμοσφαιρικής πίεσης, το σημείο βρασμού των υγρών μειώνεται (Εικ. 4). Σε υψόμετρο άνω των 19 km, όπου η βαρομετρική πίεση είναι ίση με (ή μικρότερη από) την ελαστικότητα των κορεσμένων ατμών σε θερμοκρασία σώματος (37 °), μπορεί να συμβεί «βρασμός» του ενδιάμεσου και μεσοκυττάριου υγρού του σώματος, με αποτέλεσμα σε μεγάλες φλέβες, στην κοιλότητα του υπεζωκότα, στο στομάχι, στο περικάρδιο, σε χαλαρό λιπώδη ιστό, δηλαδή σε περιοχές με χαμηλή υδροστατική και διάμεση πίεση, σχηματίζονται φυσαλίδες υδρατμών, αναπτύσσεται εμφύσημα ιστού σε μεγάλο υψόμετρο. Το υψομετρικό «βρασμό» δεν επηρεάζει τις κυτταρικές δομές, εντοπιζόμενο μόνο στο μεσοκυττάριο υγρό και το αίμα.

Ογκώδεις φυσαλίδες ατμού μπορούν να εμποδίσουν το έργο της καρδιάς και την κυκλοφορία του αίματος και να διαταράξουν τη λειτουργία ζωτικών συστημάτων και οργάνων. Αυτή είναι μια σοβαρή επιπλοκή της οξείας πείνας με οξυγόνο που αναπτύσσεται σε μεγάλα υψόμετρα. Η πρόληψη του εμφυσήματος των ιστών σε μεγάλο υψόμετρο μπορεί να επιτευχθεί με τη δημιουργία εξωτερικής αντιπίεσης στο σώμα με εξοπλισμό μεγάλου υψομέτρου.

Η ίδια η διαδικασία μείωσης της βαρομετρικής πίεσης (αποσυμπίεση) κάτω από ορισμένες παραμέτρους μπορεί να γίνει επιβλαβής παράγοντας. Ανάλογα με την ταχύτητα, η αποσυμπίεση χωρίζεται σε λεία (αργή) και εκρηκτική. Το τελευταίο προχωρά σε λιγότερο από 1 δευτερόλεπτο και συνοδεύεται από δυνατό κρότο (όπως σε ένα πλάνο), σχηματισμό ομίχλης (συμπύκνωση υδρατμών λόγω ψύξης του διαστελλόμενου αέρα). Τυπικά, η εκρηκτική αποσυμπίεση συμβαίνει σε υψόμετρα όταν σπάσει το τζάμι ενός πιλοτηρίου ή στολή πίεσης.

Στην εκρηκτική αποσυμπίεση, οι πνεύμονες είναι οι πρώτοι που υποφέρουν. Μια ταχεία αύξηση της ενδοπνευμονικής υπερβολικής πίεσης (πάνω από 80 mm Hg) οδηγεί σε σημαντική διάταση του πνευμονικού ιστού, η οποία μπορεί να προκαλέσει ρήξη των πνευμόνων (με την επέκτασή τους κατά 2,3 φορές). Η εκρηκτική αποσυμπίεση μπορεί επίσης να προκαλέσει βλάβη στο γαστρεντερικό σωλήνα. Η ποσότητα της υπερπίεσης που εμφανίζεται στους πνεύμονες θα εξαρτηθεί σε μεγάλο βαθμό από τον ρυθμό εκροής αέρα από αυτούς κατά τη διάρκεια της αποσυμπίεσης και τον όγκο του αέρα στους πνεύμονες. Είναι ιδιαίτερα επικίνδυνο εάν οι ανώτεροι αεραγωγοί τη στιγμή της αποσυμπίεσης αποδειχθούν κλειστοί (κατά την κατάποση, κρατώντας την αναπνοή) ή η αποσυμπίεση συμπίπτει με τη φάση της βαθιάς εισπνοής, όταν οι πνεύμονες γεμίζουν με μεγάλη ποσότητα αέρα.

Ατμοσφαιρική θερμοκρασία

Η θερμοκρασία της ατμόσφαιρας αρχικά μειώνεται με την αύξηση του υψομέτρου (κατά μέσο όρο, από 15° κοντά στο έδαφος σε -56,5° σε υψόμετρο 11-18 km). Η κατακόρυφη κλίση θερμοκρασίας σε αυτή τη ζώνη της ατμόσφαιρας είναι περίπου 0,6° για κάθε 100 m. αλλάζει κατά τη διάρκεια της ημέρας και του έτους (Πίνακας 4).

Πίνακας 4. ΑΛΛΑΓΕΣ ΣΤΗΝ ΚΑΘΕΤΗ ΚΛΙΣΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΣΤΗ ΜΕΣΗ ΛΩΡΙΔΑ ΤΗΣ ΕΔΑΦΗΣ ΤΗΣ ΕΣΣΔ

Ρύζι. 5. Μεταβολή της θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας σε διαφορετικά υψόμετρα. Τα όρια των σφαιρών υποδεικνύονται με διακεκομμένη γραμμή.

Σε υψόμετρα 11 - 25 km, η θερμοκρασία γίνεται σταθερή και ανέρχεται στους -56,5 °. τότε η θερμοκρασία αρχίζει να ανεβαίνει, φτάνοντας τους 30–40° σε υψόμετρο 40 km, και τους 70° σε υψόμετρο 50–60 km (Εικ. 5), που σχετίζεται με έντονη απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας από το όζον. Από ύψος 60-80 km, η θερμοκρασία του αέρα μειώνεται πάλι ελαφρά (έως 60°C), και στη συνέχεια αυξάνεται σταδιακά και φτάνει τους 270°C σε υψόμετρο 120 km, 800°C σε υψόμετρο 220 km, 1500 °C σε υψόμετρο 300 km, και

στα σύνορα με το διάστημα - περισσότερο από 3000 °. Πρέπει να σημειωθεί ότι λόγω της υψηλής σπανιότητας και της χαμηλής πυκνότητας των αερίων σε αυτά τα ύψη, η θερμοχωρητικότητα και η ικανότητά τους να θερμαίνουν ψυχρότερα σώματα είναι πολύ μικρή. Υπό αυτές τις συνθήκες, η μεταφορά θερμότητας από το ένα σώμα στο άλλο γίνεται μόνο μέσω ακτινοβολίας. Όλες οι θεωρούμενες αλλαγές στη θερμοκρασία στην ατμόσφαιρα σχετίζονται με την απορρόφηση από τις μάζες αέρα της θερμικής ενέργειας του Ήλιου - άμεση και ανακλώμενη.

Στο κάτω μέρος της ατμόσφαιρας κοντά στην επιφάνεια της Γης, η κατανομή της θερμοκρασίας εξαρτάται από την εισροή της ηλιακής ακτινοβολίας και ως εκ τούτου έχει κυρίως γεωγραφικό χαρακτήρα, δηλαδή γραμμές ίσης θερμοκρασίας - ισόθερμες - είναι παράλληλες με τα γεωγραφικά πλάτη. Δεδομένου ότι η ατμόσφαιρα στα κατώτερα στρώματα θερμαίνεται από την επιφάνεια της γης, η οριζόντια αλλαγή θερμοκρασίας επηρεάζεται έντονα από την κατανομή των ηπείρων και των ωκεανών, των οποίων οι θερμικές ιδιότητες είναι διαφορετικές. Συνήθως, τα βιβλία αναφοράς υποδεικνύουν τη θερμοκρασία που μετράται κατά τις μετεωρολογικές παρατηρήσεις του δικτύου με ένα θερμόμετρο εγκατεστημένο σε ύψος 2 m πάνω από την επιφάνεια του εδάφους. Οι υψηλότερες θερμοκρασίες (έως 58°C) παρατηρούνται στις ερήμους του Ιράν και στην ΕΣΣΔ - στο νότιο Τουρκμενιστάν (έως 50°), οι χαμηλότερες (έως -87°) στην Ανταρκτική και στην ΕΣΣΔ - στις περιοχές Verkhoyansk και Oymyakon (έως -68° ). Το χειμώνα, η κατακόρυφη διαβάθμιση θερμοκρασίας σε ορισμένες περιπτώσεις, αντί για 0,6 °, μπορεί να υπερβεί το 1 ° ανά 100 m ή ακόμη και να λάβει αρνητική τιμή. Κατά τη διάρκεια της ημέρας στη ζεστή εποχή, μπορεί να είναι ίση με πολλές δεκάδες μοίρες ανά 100 μ. Υπάρχει επίσης μια οριζόντια κλίση θερμοκρασίας, η οποία συνήθως αναφέρεται ως απόσταση 100 km κατά μήκος της κανονικής προς την ισόθερμη. Το μέγεθος της οριζόντιας βαθμίδας θερμοκρασίας είναι δέκατα της μοίρας ανά 100 km και σε μετωπικές ζώνες μπορεί να υπερβεί τις 10° ανά 100 m.

Το ανθρώπινο σώμα είναι σε θέση να διατηρήσει τη θερμική ομοιόσταση (βλ.) σε ένα αρκετά στενό εύρος διακυμάνσεων της εξωτερικής θερμοκρασίας - από 15 έως 45 °. Σημαντικές διαφορές στη θερμοκρασία της ατμόσφαιρας κοντά στη Γη και σε ύψη απαιτούν τη χρήση ειδικών προστατευτικών τεχνικών μέσων για τη διασφάλιση της θερμικής ισορροπίας μεταξύ του ανθρώπινου σώματος και του περιβάλλοντος στις πτήσεις σε μεγάλο υψόμετρο και στο διάστημα.

Χαρακτηριστικές αλλαγές στις ατμοσφαιρικές παραμέτρους (θερμοκρασία, πίεση, χημική σύνθεση, ηλεκτρική κατάσταση) μας επιτρέπουν να διαιρούμε υπό όρους την ατμόσφαιρα σε ζώνες ή στρώματα. Τροποσφαίρα- το πλησιέστερο στρώμα στη Γη, το ανώτερο όριο του οποίου εκτείνεται στον ισημερινό έως 17-18 km, στους πόλους - έως 7-8 km, σε μεσαία γεωγραφικά πλάτη - έως και 12-16 km. Η τροπόσφαιρα χαρακτηρίζεται από εκθετική πτώση πίεσης, παρουσία σταθερής κατακόρυφης κλίσης θερμοκρασίας, οριζόντιες και κάθετες κινήσεις των μαζών αέρα και σημαντικές αλλαγές στην υγρασία του αέρα. Η τροπόσφαιρα περιέχει το μεγαλύτερο μέρος της ατμόσφαιρας, καθώς και ένα σημαντικό μέρος της βιόσφαιρας. Εδώ προκύπτουν όλοι οι κύριοι τύποι νεφών, σχηματίζονται αέριες μάζες και μέτωπα, αναπτύσσονται κυκλώνες και αντικυκλώνες. Στην τροπόσφαιρα, λόγω της αντανάκλασης των ακτίνων του ήλιου από το χιόνι της Γης και της ψύξης των επιφανειακών στρωμάτων του αέρα, συμβαίνει η λεγόμενη αναστροφή, δηλαδή αύξηση της θερμοκρασίας στην ατμόσφαιρα από τον πυθμένα. αντί για τη συνήθη μείωση.

Στη ζεστή εποχή στην τροπόσφαιρα υπάρχει μια συνεχής ταραχώδης (τυχαία, χαοτική) ανάμειξη των μαζών αέρα και μεταφορά θερμότητας με ροές αέρα (συναγωγή). Η μεταφορά καταστρέφει τις ομίχλες και μειώνει την περιεκτικότητα σε σκόνη στην κατώτερη ατμόσφαιρα.

Το δεύτερο στρώμα της ατμόσφαιρας είναι στρατόσφαιρα.

Ξεκινά από την τροπόσφαιρα ως στενή ζώνη (1-3 km) με σταθερή θερμοκρασία (τροπόπαυση) και εκτείνεται σε ύψη περίπου 80 km. Χαρακτηριστικό της στρατόσφαιρας είναι η προοδευτική αραίωση του αέρα, αποκλειστικά μεγάλη έντασηυπεριώδη ακτινοβολία, η απουσία υδρατμών, η παρουσία ένας μεγάλος αριθμόςόζον και σταδιακή αύξηση της θερμοκρασίας. Η υψηλή περιεκτικότητα σε όζον προκαλεί μια σειρά από οπτικά φαινόμενα (mirages), προκαλεί την ανάκλαση των ήχων και έχει σημαντική επίδραση στην ένταση και τη φασματική σύνθεση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Στη στρατόσφαιρα υπάρχει μια συνεχής ανάμειξη του αέρα, επομένως η σύνθεσή του είναι παρόμοια με τον αέρα της τροπόσφαιρας, αν και η πυκνότητά του στα ανώτερα όρια της στρατόσφαιρας είναι εξαιρετικά χαμηλή. Οι άνεμοι που επικρατούν στη στρατόσφαιρα είναι δυτικοί και στην ανώτερη ζώνη υπάρχει μετάβαση σε ανατολικούς.

Το τρίτο στρώμα της ατμόσφαιρας είναι ιονόσφαιρα, που ξεκινά από τη στρατόσφαιρα και εκτείνεται σε υψόμετρα 600-800 χλμ.

Χαρακτηριστικά της ιονόσφαιρας είναι η ακραία διάσπαση του αέριου μέσου, η υψηλή συγκέντρωση μοριακών και ατομικών ιόντων και ελεύθερων ηλεκτρονίων, καθώς και η υψηλή θερμοκρασία. Η ιονόσφαιρα επηρεάζει τη διάδοση των ραδιοκυμάτων, προκαλώντας τη διάθλαση, την ανάκλαση και την απορρόφησή τους.

Η κύρια πηγή ιονισμού στα ψηλά στρώματα της ατμόσφαιρας είναι η υπεριώδης ακτινοβολία του Ήλιου. Σε αυτή την περίπτωση, τα ηλεκτρόνια εκτινάσσονται από τα άτομα του αερίου, τα άτομα μετατρέπονται σε θετικά ιόντα και τα εξουδετερωμένα ηλεκτρόνια παραμένουν ελεύθερα ή συλλαμβάνονται από ουδέτερα μόρια με το σχηματισμό αρνητικών ιόντων. Ο ιονισμός της ιονόσφαιρας επηρεάζεται από μετεωρίτες, σωματική, ακτινοβολία ακτίνων Χ και γάμμα του Ήλιου, καθώς και από τις σεισμικές διεργασίες της Γης (σεισμοί, ηφαιστειακές εκρήξεις, ισχυρές εκρήξεις), οι οποίες δημιουργούν ακουστικά κύματα στην ιονόσφαιρα. αυξάνουν το πλάτος και την ταχύτητα των ταλαντώσεων των σωματιδίων της ατμόσφαιρας και συμβάλλουν στον ιονισμό μορίων και ατόμων αερίου (βλ. Αεριονισμός).

Η ηλεκτρική αγωγιμότητα στην ιονόσφαιρα, που σχετίζεται με υψηλή συγκέντρωση ιόντων και ηλεκτρονίων, είναι πολύ υψηλή. Η αυξημένη ηλεκτρική αγωγιμότητα της ιονόσφαιρας παίζει σημαντικό ρόλο στην ανάκλαση των ραδιοκυμάτων και στην εμφάνιση σέλας.

Η ιονόσφαιρα είναι η περιοχή των πτήσεων των δορυφόρων της τεχνητής γης και των διηπειρωτικών βαλλιστικών πυραύλων. Επί του παρόντος, η διαστημική ιατρική μελετά τις πιθανές επιπτώσεις στο ανθρώπινο σώμα των συνθηκών πτήσης σε αυτό το μέρος της ατμόσφαιρας.

Τέταρτο, εξωτερικό στρώμα της ατμόσφαιρας - εξώσφαιρα. Από εδώ, τα ατμοσφαιρικά αέρια διασκορπίζονται στον παγκόσμιο χώρο λόγω της διάχυσης (ξεπερνώντας τις δυνάμεις της βαρύτητας από τα μόρια). Στη συνέχεια, υπάρχει μια σταδιακή μετάβαση από την ατμόσφαιρα στο διαπλανητικό εξωτερικό διάστημα. Η εξώσφαιρα διαφέρει από την τελευταία λόγω της παρουσίας μεγάλου αριθμού ελεύθερων ηλεκτρονίων που σχηματίζουν τη 2η και την 3η ζώνη ακτινοβολίας της Γης.

Η διαίρεση της ατμόσφαιρας σε 4 στρώματα είναι πολύ αυθαίρετη. Έτσι, σύμφωνα με τις ηλεκτρικές παραμέτρους, ολόκληρο το πάχος της ατμόσφαιρας χωρίζεται σε 2 στρώματα: την ουδετεροσφαιρία, στην οποία κυριαρχούν τα ουδέτερα σωματίδια, και την ιονόσφαιρα. Η θερμοκρασία διακρίνει την τροπόσφαιρα, τη στρατόσφαιρα, τη μεσόσφαιρα και τη θερμόσφαιρα, που χωρίζονται αντίστοιχα από τροπό-, στρατό- και μεσόπαυση. Το στρώμα της ατμόσφαιρας που βρίσκεται μεταξύ 15 και 70 km και χαρακτηρίζεται από υψηλή περιεκτικότητα σε όζον ονομάζεται οζονόσφαιρα.

Για πρακτικούς σκοπούς, είναι βολικό να χρησιμοποιήσετε το Διεθνές Πρότυπο Ατμόσφαιρας (MCA), για το οποίο γίνονται δεκτοί οι ακόλουθοι όροι: η πίεση στο επίπεδο της θάλασσας στους t ° 15 ° είναι 1013 mbar (1,013 X 10 5 nm 2, ή 760 mm Hg ) η θερμοκρασία μειώνεται κατά 6,5° ανά 1 km σε επίπεδο 11 km (στρατόσφαιρα υπό όρους) και στη συνέχεια παραμένει σταθερή. Στην ΕΣΣΔ, υιοθετήθηκε η τυπική ατμόσφαιρα GOST 4401 - 64 (Πίνακας 3).

Κατακρήμνιση. Δεδομένου ότι το μεγαλύτερο μέρος των ατμοσφαιρικών υδρατμών συγκεντρώνεται στην τροπόσφαιρα, οι διαδικασίες μετάβασης φάσης του νερού, που προκαλούν κατακρήμνιση, προχωρούν κυρίως στην τροπόσφαιρα. Τα τροποσφαιρικά νέφη καλύπτουν συνήθως περίπου το 50% της επιφάνειας της γης, ενώ σύννεφα στη στρατόσφαιρα (σε υψόμετρα 20-30 km) και κοντά στη μεσοπάυση, που ονομάζονται φίλντισι και νυχτερινά νέφη, αντίστοιχα, παρατηρούνται σχετικά σπάνια. Ως αποτέλεσμα της συμπύκνωσης των υδρατμών στην τροπόσφαιρα, σχηματίζονται σύννεφα και εμφανίζονται βροχοπτώσεις.

Ανάλογα με τη φύση της βροχόπτωσης, η βροχόπτωση χωρίζεται σε 3 τύπους: συνεχής, καταρρακτώδης, ψιλόβροχο. Η ποσότητα της βροχόπτωσης καθορίζεται από το πάχος του στρώματος του πεσμένου νερού σε χιλιοστά. Η βροχόπτωση μετριέται με βροχόμετρα και μετρητές βροχόπτωσης. Η ένταση της βροχόπτωσης εκφράζεται σε χιλιοστά ανά λεπτό.

Η κατανομή των βροχοπτώσεων σε ορισμένες εποχές και ημέρες, καθώς και σε όλη την επικράτεια, είναι εξαιρετικά άνιση, λόγω της κυκλοφορίας της ατμόσφαιρας και της επίδρασης της επιφάνειας της Γης. Ναι, επάνω Νησιά της Χαβάηςκατά μέσο όρο, πέφτουν 12.000 mm ετησίως και στις πιο ξηρές περιοχές του Περού και της Σαχάρας, η βροχόπτωση δεν υπερβαίνει τα 250 mm και μερικές φορές δεν πέφτει για αρκετά χρόνια. Στην ετήσια δυναμική της βροχόπτωσης, διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι: ισημερινός - με μέγιστη βροχόπτωση μετά την εαρινή και φθινοπωρινή ισημερία. τροπικό - με μέγιστη βροχόπτωση το καλοκαίρι. μουσώνας - με πολύ έντονη αιχμή το καλοκαίρι και ξηρό χειμώνα. υποτροπικά - με μέγιστη βροχόπτωση το χειμώνα και ξηρό καλοκαίρι. ηπειρωτικά εύκρατα γεωγραφικά πλάτη - με μέγιστη βροχόπτωση το καλοκαίρι. θαλάσσια εύκρατα γεωγραφικά πλάτη - με μέγιστη βροχόπτωση το χειμώνα.

Ολόκληρο το ατμοσφαιρικό-φυσικό σύμπλεγμα κλιματικών και μετεωρολογικών παραγόντων που συνθέτουν τον καιρό χρησιμοποιείται ευρέως για την προώθηση της υγείας, τη σκλήρυνση και για ιατρικούς σκοπούς (βλ. Κλιματοθεραπεία). Μαζί με αυτό, έχει διαπιστωθεί ότι οι έντονες διακυμάνσεις σε αυτούς τους ατμοσφαιρικούς παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά τις φυσιολογικές διεργασίες στο σώμα, προκαλώντας την ανάπτυξη διαφόρων παθολογικών καταστάσεων και την έξαρση ασθενειών, που ονομάζονται μετεοτροπικές αντιδράσεις (βλ. Κλιματοπαθολογία). Ιδιαίτερη σημασία από αυτή την άποψη έχουν οι συχνές, μακροχρόνιες διαταραχές της ατμόσφαιρας και οι απότομες διακυμάνσεις των μετεωρολογικών παραγόντων.

Οι μετεοτροπικές αντιδράσεις παρατηρούνται συχνότερα σε άτομα που πάσχουν από παθήσεις του καρδιαγγειακού συστήματος, πολυαρθρίτιδα, βρογχικό άσθμα, πεπτικό έλκος, δερματικές παθήσεις.

Βιβλιογραφία: Belinsky V. A. and Pobiyaho V. A. Aerology, L., 1962, bibliogr.; Η βιόσφαιρα και οι πόροι της, εκδ. V. A. Kovdy. Μόσχα, 1971. Danilov A. D. Chemistry of the ionosphere, L., 1967; Kolobkov N. V. Atmosphere and its life, M., 1968; Kalitin H.H. Fundamentals of Atmospheric Physics όπως εφαρμόζεται στην ιατρική, L., 1935; Matveev L. T. Fundamentals of general meteorology, Physics of the atmosfer, L., 1965, bibliogr.; Minkh A. A. Air ionization and his hygienic value, M., 1963, bibliogr.; it, Methods of hygienic researches, Μ., 1971, βιβλιογρ.; Tverskoy P. N. Course of meteorology, L., 1962; Umansky S.P. Ο άνθρωπος στο διάστημα, Μ., 1970; Khvostikov I. A. Υψηλά στρώματα της ατμόσφαιρας, L., 1964; X r g and a N A. X. Physics of the atmosfer, L., 1969, bibliogr.; Khromov S.P. Μετεωρολογία και κλιματολογία για γεωγραφικές σχολές, L., 1968.

Επιδράσεις της υψηλής και χαμηλής αρτηριακής πίεσης στο σώμα- Armstrong G. Αεροπορική ιατρική, μτφρ. από αγγλικά, Μ., 1954, βιβλιογρ.; Saltsman G.L. Φυσιολογικές βάσεις παραμονής ανθρώπου σε συνθήκες υψηλής πίεσης των αερίων του περιβάλλοντος, Λ., 1961, βιβλιογρ.; Ivanov D. I. and Khromushkin A. I. Συστήματα υποστήριξης της ανθρώπινης ζωής κατά τη διάρκεια πτήσεων μεγάλου υψομέτρου και διαστημικών πτήσεων, M., 1968, βιβλιογρ.; Isakov P. K., etc. Theory and praktikë της αεροπορικής ιατρικής, M., 1971, bibliogr.; Kovalenko E. A. and Chernyakov I. N. Oxygen of fabrics at extreme factor of flight, M., 1972, bibliogr.; Miles S. Υποβρύχια ιατρική, μετάφρ. από αγγλικά, Μ., 1971, βιβλιογραφία; Busby D. E. Διαστημική κλινική ιατρική, Ντόρντρεχτ, 1968.

I. H. Chernyakov, M. T. Dmitriev, S. I. Nepomnyashchy.

Η ατμόσφαιρα είναι το αέριο κέλυφος του πλανήτη μας που περιστρέφεται μαζί με τη Γη. Το αέριο στην ατμόσφαιρα ονομάζεται αέρας. Η ατμόσφαιρα βρίσκεται σε επαφή με την υδρόσφαιρα και καλύπτει εν μέρει τη λιθόσφαιρα. Αλλά είναι δύσκολο να προσδιοριστούν τα ανώτερα όρια. Συμβατικά, υποτίθεται ότι η ατμόσφαιρα εκτείνεται προς τα πάνω για περίπου τρεις χιλιάδες χιλιόμετρα. Εκεί ρέει ομαλά στον χωρίς αέρα χώρο.

Η χημική σύνθεση της ατμόσφαιρας της Γης

Ο σχηματισμός της χημικής σύνθεσης της ατμόσφαιρας ξεκίνησε πριν από περίπου τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια. Αρχικά, η ατμόσφαιρα αποτελούνταν μόνο από ελαφρά αέρια - ήλιο και υδρογόνο. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, οι αρχικές προϋποθέσεις για τη δημιουργία ενός κελύφους αερίου γύρω από τη Γη ήταν οι ηφαιστειακές εκρήξεις, οι οποίες μαζί με τη λάβα εξέπεμπαν τεράστια ποσότητα αερίων. Στη συνέχεια ξεκίνησε η ανταλλαγή αερίων με τους υδάτινους χώρους, με τους ζωντανούς οργανισμούς, με τα προϊόντα της δραστηριότητάς τους. Η σύνθεση του αέρα σταδιακά άλλαξε και σύγχρονη μορφήιδρύθηκε πριν από αρκετά εκατομμύρια χρόνια.

Τα κύρια συστατικά της ατμόσφαιρας είναι το άζωτο (περίπου 79%) και το οξυγόνο (20%). Το υπόλοιπο ποσοστό (1%) αντιστοιχεί στα ακόλουθα αέρια: αργό, νέο, ήλιο, μεθάνιο, διοξείδιο του άνθρακα, υδρογόνο, κρυπτόν, ξένο, όζον, αμμωνία, διοξείδιο του θείου και άζωτο, οξείδιο του αζώτου και μονοξείδιο του άνθρακα, που περιλαμβάνονται σε αυτό ένα τοις εκατό.

Επιπλέον, ο αέρας περιέχει υδρατμούς και σωματίδια (γύρη φυτών, σκόνη, κρύσταλλοι αλατιού, ακαθαρσίες αεροζόλ).

ΣΤΟ πρόσφατους χρόνουςΟι επιστήμονες σημειώνουν όχι μια ποιοτική, αλλά μια ποσοτική αλλαγή σε ορισμένα συστατικά του αέρα. Και ο λόγος για αυτό είναι ο άνθρωπος και η δραστηριότητά του. Μόνο τα τελευταία 100 χρόνια η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα έχει αυξηθεί σημαντικά! Αυτό είναι γεμάτο με πολλά προβλήματα, το πιο παγκόσμιο από τα οποία είναι η κλιματική αλλαγή.

Διαμόρφωση καιρού και κλίματος

Η ατμόσφαιρα παίζει ζωτικό ρόλο στη διαμόρφωση του κλίματος και του καιρού στη Γη. Πολλά εξαρτώνται από την ποσότητα του ηλιακού φωτός, από τη φύση της υποκείμενης επιφάνειας και την ατμοσφαιρική κυκλοφορία.

Ας δούμε τους παράγοντες με τη σειρά.

1. Η ατμόσφαιρα μεταδίδει τη θερμότητα των ακτίνων του ήλιου και απορροφά την επιβλαβή ακτινοβολία. Οι αρχαίοι Έλληνες γνώριζαν ότι οι ακτίνες του Ήλιου πέφτουν σε διαφορετικά μέρη της Γης με διαφορετικές γωνίες. Η ίδια η λέξη "κλίμα" στη μετάφραση από τα αρχαία ελληνικά σημαίνει "κλίση". Έτσι, στον ισημερινό, οι ακτίνες του ήλιου πέφτουν σχεδόν κάθετα, γιατί εδώ έχει πολύ ζέστη. Όσο πιο κοντά στους πόλους, τόσο μεγαλύτερη είναι η γωνία κλίσης. Και η θερμοκρασία πέφτει.

2. Λόγω της ανομοιόμορφης θέρμανσης της Γης, σχηματίζονται ρεύματα αέρα στην ατμόσφαιρα. Ταξινομούνται ανάλογα με το μέγεθός τους. Οι μικρότεροι (δεκάδες και εκατοντάδες μέτρα) είναι τοπικοί άνεμοι. Ακολουθούν μουσώνες και εμπορικοί άνεμοι, κυκλώνες και αντικυκλώνες, πλανητικές μετωπικές ζώνες.

Όλες αυτές οι αέριες μάζες κινούνται συνεχώς. Μερικά από αυτά είναι αρκετά στατικά. Για παράδειγμα, οι εμπορικοί άνεμοι που πνέουν από τις υποτροπικές περιοχές προς τον ισημερινό. Η κίνηση των άλλων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ατμοσφαιρική πίεση.

3. Η ατμοσφαιρική πίεση είναι ένας άλλος παράγοντας που επηρεάζει τη διαμόρφωση του κλίματος. Αυτή είναι η πίεση του αέρα στην επιφάνεια της γης. Όπως γνωρίζετε, οι μάζες αέρα μετακινούνται από μια περιοχή με υψηλή ατμοσφαιρική πίεση προς μια περιοχή όπου αυτή η πίεση είναι χαμηλότερη.

Υπάρχουν 7 ζώνες συνολικά. Ο ισημερινός είναι μια ζώνη χαμηλής πίεσης. Περαιτέρω, και στις δύο πλευρές του ισημερινού μέχρι το τριακοστό γεωγραφικό πλάτος - μια περιοχή υψηλής πίεσης. Από 30° έως 60° - και πάλι χαμηλή πίεση. Και από 60° έως τους πόλους - μια ζώνη υψηλής πίεσης. Μεταξύ αυτών των ζωνών κυκλοφορούν αέριες μάζες. Αυτά που πάνε από τη θάλασσα στη στεριά φέρνουν βροχή και κακοκαιρία, και αυτά που φυσούν από τις ηπείρους φέρνουν καθαρό και ξηρό καιρό. Σε μέρη όπου συγκρούονται ρεύματα αέρα, σχηματίζονται ατμοσφαιρικές μέτωπες ζώνες, οι οποίες χαρακτηρίζονται από βροχόπτωση και κακό, θυελλώδη καιρό.

Οι επιστήμονες έχουν αποδείξει ότι ακόμη και η ευημερία ενός ατόμου εξαρτάται από την ατμοσφαιρική πίεση. Με διεθνή πρότυπακανονική ατμοσφαιρική πίεση - 760 mm Hg. στήλη στους 0°C. Αυτός ο αριθμός υπολογίζεται για εκείνες τις εκτάσεις γης που βρίσκονται σχεδόν στο επίπεδο της θάλασσας. Η πίεση μειώνεται με το υψόμετρο. Επομένως, για παράδειγμα, για την Αγία Πετρούπολη 760 mm Hg. - είναι ο κανόνας. Αλλά για τη Μόσχα, η οποία βρίσκεται ψηλότερα, η κανονική πίεση είναι 748 mm Hg.

Η πίεση αλλάζει όχι μόνο κατακόρυφα, αλλά και οριζόντια. Αυτό γίνεται ιδιαίτερα αισθητό κατά το πέρασμα των κυκλώνων.

Η δομή της ατμόσφαιρας

Η ατμόσφαιρα είναι σαν ένα στρώμα κέικ. Και κάθε στρώμα έχει τα δικά του χαρακτηριστικά.

. Τροποσφαίραείναι το στρώμα που βρίσκεται πιο κοντά στη Γη. Το «πάχος» αυτού του στρώματος αλλάζει καθώς απομακρύνεστε από τον ισημερινό. Πάνω από τον ισημερινό, το στρώμα εκτείνεται προς τα πάνω για 16-18 km, σε εύκρατες ζώνες - για 10-12 km, στους πόλους - για 8-10 km.

Εδώ περιέχεται το 80% της συνολικής μάζας του αέρα και το 90% των υδρατμών. Εδώ σχηματίζονται σύννεφα, δημιουργούνται κυκλώνες και αντικυκλώνες. Η θερμοκρασία του αέρα εξαρτάται από το υψόμετρο της περιοχής. Κατά μέσο όρο, πέφτει κατά 0,65°C για κάθε 100 μέτρα.

. τροπόπαυση- μεταβατικό στρώμα της ατμόσφαιρας. Το ύψος του είναι από αρκετές εκατοντάδες μέτρα έως 1-2 χλμ. Η θερμοκρασία του αέρα το καλοκαίρι είναι υψηλότερη από το χειμώνα. Έτσι, για παράδειγμα, πάνω από τους πόλους το χειμώνα -65 ° C. Και πάνω από τον ισημερινό οποιαδήποτε εποχή του χρόνου είναι -70 ° C.

. Στρατόσφαιρα- αυτό είναι ένα στρώμα, το άνω όριο του οποίου εκτείνεται σε υψόμετρο 50-55 χιλιομέτρων. Οι αναταράξεις είναι χαμηλές εδώ, η περιεκτικότητα σε υδρατμούς στον αέρα είναι αμελητέα. Αλλά πολύ όζον. Η μέγιστη συγκέντρωσή του βρίσκεται σε υψόμετρο 20-25 km. Στη στρατόσφαιρα, η θερμοκρασία του αέρα αρχίζει να αυξάνεται και φτάνει τους +0,8 ° C. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το στρώμα του όζοντος αλληλεπιδρά με την υπεριώδη ακτινοβολία.

. Στρατόπαυση- ένα χαμηλό ενδιάμεσο στρώμα μεταξύ της στρατόσφαιρας και της μεσόσφαιρας που την ακολουθεί.

. Μεσόσφαιρα- το ανώτερο όριο αυτού του στρώματος είναι 80-85 χιλιόμετρα. Εδώ λαμβάνουν χώρα περίπλοκες φωτοχημικές διεργασίες που περιλαμβάνουν ελεύθερες ρίζες. Είναι αυτοί που παρέχουν αυτή την απαλή μπλε λάμψη του πλανήτη μας, η οποία φαίνεται από το διάστημα.

Οι περισσότεροι κομήτες και μετεωρίτες καίγονται στη μεσόσφαιρα.

. μεσόπαυση- το επόμενο ενδιάμεσο στρώμα, η θερμοκρασία του αέρα στο οποίο είναι τουλάχιστον -90 °.

. Θερμόσφαιρα- το κάτω όριο αρχίζει σε υψόμετρο 80 - 90 km και το ανώτερο όριο του στρώματος περνά περίπου στο σημάδι των 800 km. Η θερμοκρασία του αέρα ανεβαίνει. Μπορεί να ποικίλλει από +500° C έως +1000° C. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας ανέρχονται σε εκατοντάδες βαθμούς! Αλλά ο αέρας εδώ είναι τόσο σπάνιος που η κατανόηση του όρου «θερμοκρασία» όπως φανταζόμαστε δεν είναι κατάλληλη εδώ.

. Ιονόσφαιρα- ενώνει τη μεσόσφαιρα, τη μεσόπαυση και τη θερμόσφαιρα. Ο αέρας εδώ αποτελείται κυρίως από μόρια οξυγόνου και αζώτου, καθώς και από σχεδόν ουδέτερο πλάσμα. Οι ακτίνες του ήλιου, που πέφτουν στην ιονόσφαιρα, ιονίζουν έντονα τα μόρια του αέρα. Στο κατώτερο στρώμα (έως 90 km), ο βαθμός ιονισμού είναι χαμηλός. Όσο υψηλότερος, τόσο περισσότερος ιονισμός. Άρα, σε υψόμετρο 100-110 km συγκεντρώνονται ηλεκτρόνια. Αυτό συμβάλλει στην ανάκλαση βραχέων και μεσαίων ραδιοκυμάτων.

Το σημαντικότερο στρώμα της ιονόσφαιρας είναι το ανώτερο, το οποίο βρίσκεται σε υψόμετρο 150-400 km. Η ιδιαιτερότητά του είναι ότι αντανακλά ραδιοκύματα και αυτό συμβάλλει στη μετάδοση ραδιοφωνικών σημάτων σε μεγάλες αποστάσεις.

Είναι στην ιονόσφαιρα που εμφανίζεται ένα τέτοιο φαινόμενο όπως το σέλας.

. Εξώσφαιρα- αποτελείται από άτομα οξυγόνου, ηλίου και υδρογόνου. Το αέριο σε αυτό το στρώμα είναι πολύ σπάνιο και συχνά τα άτομα υδρογόνου διαφεύγουν στο διάστημα. Επομένως, αυτό το στρώμα ονομάζεται "ζώνη σκέδασης".

Ο πρώτος επιστήμονας που πρότεινε ότι η ατμόσφαιρά μας έχει βάρος ήταν ο Ιταλός Ε. Τοριτσέλι. Ο Ostap Bender, για παράδειγμα, στο μυθιστόρημα «The Golden Calf» θρηνούσε που κάθε άτομο πιεζόταν από μια στήλη αέρα βάρους 14 κιλών! Όμως ο μεγάλος στρατηγός έκανε λίγο λάθος. Ένας ενήλικας αντιμετωπίζει πίεση 13-15 τόνων! Αλλά δεν νιώθουμε αυτό το βάρος, γιατί η ατμοσφαιρική πίεση εξισορροπείται από την εσωτερική πίεση ενός ατόμου. Το βάρος της ατμόσφαιράς μας είναι 5.300.000.000.000.000 τόνοι. Ο αριθμός είναι κολοσσιαία, αν και είναι μόνο το ένα εκατομμυριοστό του βάρους του πλανήτη μας.

Η στρατόσφαιρα είναι ένα από τα ανώτερα στρώματα του εναέριου κελύφους του πλανήτη μας. Ξεκινά σε υψόμετρο περίπου 11 km πάνω από το έδαφος. Τα επιβατικά αεροσκάφη δεν πετούν πλέον εδώ και σπάνια σχηματίζονται σύννεφα. Το στρώμα του όζοντος της Γης βρίσκεται στη στρατόσφαιρα - ένα λεπτό κέλυφος που προστατεύει τον πλανήτη από τη διείσδυση της επιβλαβούς υπεριώδους ακτινοβολίας.

Κέλυφος αέρα του πλανήτη

Η ατμόσφαιρα είναι το αέριο κέλυφος της Γης, η εσωτερική επιφάνεια δίπλα στην υδρόσφαιρα και φλοιός της γης. Το εξωτερικό του όριο περνά σταδιακά στο διάστημα. Η σύνθεση της ατμόσφαιρας περιλαμβάνει αέρια: άζωτο, οξυγόνο, αργό, διοξείδιο του άνθρακα και ούτω καθεξής, καθώς και ακαθαρσίες με τη μορφή σκόνης, σταγόνες νερού, κρυστάλλους πάγου, προϊόντα καύσης. Η αναλογία των κύριων στοιχείων του κελύφους αέρα διατηρείται σταθερή. Οι εξαιρέσεις είναι το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό - η ποσότητα τους στην ατμόσφαιρα αλλάζει συχνά.

Στρώματα του αέριου περιβλήματος

Η ατμόσφαιρα χωρίζεται σε πολλά στρώματα, που βρίσκονται το ένα πάνω από το άλλο και έχουν χαρακτηριστικά στη σύνθεση:

οριακό στρώμα - ακριβώς δίπλα στην επιφάνεια του πλανήτη, που εκτείνεται σε ύψος 1-2 km.

η τροπόσφαιρα είναι το δεύτερο στρώμα, το εξωτερικό όριο βρίσκεται κατά μέσο όρο σε υψόμετρο 11 km, σχεδόν όλοι οι υδρατμοί της ατμόσφαιρας συγκεντρώνονται εδώ, σχηματίζονται σύννεφα, προκύπτουν κυκλώνες και αντικυκλώνες, η θερμοκρασία αυξάνεται καθώς αυξάνεται το ύψος.

τροπόπαυση - μεταβατικό στρώμα, που χαρακτηρίζεται από την παύση της μείωσης της θερμοκρασίας.

η στρατόσφαιρα είναι ένα στρώμα που εκτείνεται σε ύψος 50 km και χωρίζεται σε τρεις ζώνες: από 11 έως 25 km η θερμοκρασία αλλάζει ελαφρά, από 25 έως 40 - η θερμοκρασία αυξάνεται, από 40 έως 50 - η θερμοκρασία παραμένει σταθερή ( στρατόπαυση);

η μεσόσφαιρα εκτείνεται σε ύψος έως και 80-90 km.

η θερμόσφαιρα φτάνει τα 700-800 km πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, εδώ σε υψόμετρο 100 km υπάρχει η γραμμή Karman, η οποία λαμβάνεται ως το όριο μεταξύ της ατμόσφαιρας της Γης και του διαστήματος.

Η εξώσφαιρα ονομάζεται επίσης ζώνη διασποράς, εδώ χάνει πολύ σωματίδια ύλης και πετούν μακριά στο διάστημα.

Μεταβολές θερμοκρασίας στη στρατόσφαιρα

Άρα, η στρατόσφαιρα είναι το τμήμα του αέριου κελύφους του πλανήτη που ακολουθεί την τροπόσφαιρα. Εδώ, η θερμοκρασία του αέρα, η οποία είναι σταθερή σε όλη την τροπόπαυση, αρχίζει να αλλάζει. Το ύψος της στρατόσφαιρας είναι περίπου 40 χιλιόμετρα. Το κατώτερο όριο είναι 11 km πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας. Ξεκινώντας από αυτό το σημάδι, η θερμοκρασία υφίσταται μικρές αλλαγές. Σε υψόμετρο 25 km, ο δείκτης θέρμανσης αρχίζει να αυξάνεται σιγά σιγά. Με το σημάδι των 40 km πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, η θερμοκρασία αυξάνεται από -56,5º σε +0,8ºС. Περαιτέρω, παραμένει κοντά στους μηδέν βαθμούς μέχρι υψόμετρο 50-55 km. Η ζώνη μεταξύ 40 και 55 χιλιομέτρων ονομάζεται στρατόπαυση, αφού η θερμοκρασία εδώ δεν αλλάζει. Είναι μια ζώνη μετάβασης από τη στρατόσφαιρα στη μεσόσφαιρα.

Χαρακτηριστικά της στρατόσφαιρας

Η στρατόσφαιρα της Γης περιέχει περίπου το 20% της μάζας ολόκληρης της ατμόσφαιρας. Ο αέρας εδώ είναι τόσο σπάνιος που είναι αδύνατο για ένα άτομο να μείνει χωρίς ειδική διαστημική στολή. Αυτό το γεγονός είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους οι πτήσεις στη στρατόσφαιρα άρχισαν να πραγματοποιούνται μόλις σχετικά πρόσφατα.

Ένα άλλο χαρακτηριστικό του περιβλήματος αερίου του πλανήτη σε υψόμετρο 11-50 km είναι η πολύ μικρή ποσότητα υδρατμών. Για το λόγο αυτό, τα σύννεφα δεν σχηματίζονται σχεδόν ποτέ στη στρατόσφαιρα. Για αυτούς, απλά δεν υπάρχει οικοδομικά υλικά. Ωστόσο, σπάνια είναι δυνατό να παρατηρηθούν τα λεγόμενα σύννεφα από μαργαριτάρι, που «στολίζουν» τη στρατόσφαιρα (η φωτογραφία παρουσιάζεται παρακάτω) σε υψόμετρο 20-30 km πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας. Λεπτοί, σαν να μπορούν να παρατηρηθούν φωτεινοί σχηματισμοί από το εσωτερικό μετά τη δύση του ηλίου ή πριν από την ανατολή του ηλίου. Το σχήμα των νεφών από φίλντισι είναι παρόμοιο με το cirrus ή το cirrocumulus.

Το στρώμα του όζοντος της Γης

Το κύριο χαρακτηριστικό της στρατόσφαιρας είναι η μέγιστη συγκέντρωση όζοντος σε ολόκληρη την ατμόσφαιρα. Σχηματίζεται υπό την επίδραση του ηλιακού φωτός και προστατεύει όλη τη ζωή στον πλανήτη από την καταστροφική ακτινοβολία τους. Το στρώμα του όζοντος της Γης βρίσκεται σε υψόμετρο 20-25 km πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας. Τα μόρια O 3 κατανέμονται σε όλη τη στρατόσφαιρα και υπάρχουν ακόμη και κοντά στην επιφάνεια του πλανήτη, αλλά η υψηλότερη συγκέντρωσή τους παρατηρείται σε αυτό το επίπεδο.

Πρέπει να σημειωθεί ότι το στρώμα του όζοντος της Γης είναι μόνο 3-4 mm. Αυτό θα είναι το πάχος του εάν τα σωματίδια αυτού του αερίου τοποθετηθούν υπό συνθήκες κανονικής πίεσης, για παράδειγμα, κοντά στην επιφάνεια του πλανήτη. Το όζον σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της διάσπασης ενός μορίου οξυγόνου υπό τη δράση της υπεριώδους ακτινοβολίας σε δύο άτομα. Ένα από αυτά συνδυάζεται με ένα "πλήρες" μόριο και σχηματίζεται το όζον - O 3.

Επικίνδυνος αμυντικός

Έτσι, σήμερα η στρατόσφαιρα είναι ένα πιο εξερευνημένο στρώμα της ατμόσφαιρας από ό,τι στις αρχές του περασμένου αιώνα. Ωστόσο, το μέλλον του στρώματος του όζοντος, χωρίς το οποίο δεν θα είχε προκύψει ζωή στη Γη, δεν είναι ακόμα πολύ σαφές. Ενώ οι χώρες μειώνουν την παραγωγή φρέον, ορισμένοι επιστήμονες λένε ότι αυτό δεν θα ωφελήσει ιδιαίτερα, τουλάχιστον με τέτοιο ρυθμό, ενώ άλλοι λένε ότι αυτό δεν είναι καθόλου απαραίτητο, καθώς σχηματίζεται το μεγαλύτερο μέρος των επιβλαβών ουσιών Φυσικά. Ποιος έχει δίκιο θα δείξει ο χρόνος.